一種基于單片機的逆變電源系統(tǒng)的設計

4、 系統(tǒng)軟件設計

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軟件程序設計是整個逆變電源系統(tǒng)的核心，它決定逆變電源輸出的特性，如：電壓范圍及穩(wěn)定度、諧波含量、保護功能的完善、可靠性等。軟件框圖如圖2所示。

4.1 初始化

計算一個周期內(nèi)的正弦脈寬值，初始化I/O口和WFG波形發(fā)生器，設置載波周期和死區(qū)時間。

在方式0中，載波周期TC的計算公式為：

Tc =(2×WG-RELOAD)/Fxtal (μs)

在忽略無信號時間的情況下，占空比為：

占空比=(WG-COMPx/WG-RELOAD)×100%

4.2頻率調(diào)節(jié)和輸出電壓調(diào)節(jié)

通過改變WG-RELOAD中的時間常數(shù)，可調(diào)節(jié)輸出頻率。通常保持同步調(diào)制關系，即頻率調(diào)制比不變，mf=常量。在頻率調(diào)節(jié)過程為保證輸出電壓不變，在改變G-RELOAD 內(nèi)容的時，按比較地改變WG-COMPx 中的值。

由于負載的變化，輸出電壓是不穩(wěn)定的。要達到良好的動態(tài)穩(wěn)壓特性，采用輸出電壓反饋閉環(huán)控制。采用算法為增量數(shù)字PID：

u(k)=u(k)-u(k-1)=kp[e(k)-e(k-1)]+k1e(k)+kD[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]

按PID的結果修正各開關周期的脈寬，可以達到調(diào)節(jié)電壓目的。

4.3對外串行接口程序

8XC196MC單片機的串行通訊方式在實際應用中效果非常好，其靈活性和實用性是其它獨立串口所無法比擬的。利用EPA和PTS實現(xiàn)串行通訊可完成與PC機的RS232方式的通信，進行數(shù)據(jù)的發(fā)送、上傳。 5、實驗分析

采用以上方案，制造了一臺樣機進行試驗。實驗參數(shù)為：直流24V電壓輸入，載波頻率9.6KHZ，主回路功率管IRF540，直流側電容C=470uF，變壓器的匝數(shù)比1：10，輸出濾波電感Lf=6mH，輸出濾波電容Cf=30uF。

圖3為試驗輸出波形：

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6、結論

該電源設備結構合理，體積小、成本低、穩(wěn)定。試驗表明，逆變電源輸出波形好，可實現(xiàn)調(diào)壓調(diào)頻，動態(tài)特性好，可靠性高。本文的創(chuàng)新點在于控制電路大為簡化并且實現(xiàn)了全數(shù)字化，其系統(tǒng)能智能控制及遠程監(jiān)測。